Радиоэлектронный модуль

 

Использование: в радиоэлектронике. Сущность изобретения: корпус с перегородкой 7, разделяющей его на два отсека для электрорадиоэлементов (ЭРЭ) с различным уровнем тепловыделения, выполнены в виде рамы 1, причем секция с большим уровнем тепловыделения имеет дно, которое представляет собой "наборное поле" 8 с унифицированными по шагу отверстиями 9 для крепления крупногабаритных элементов и различных комбинаций (в зависимости от тепловыделения ЭРЭ) съемных элементов радиаторов, которые выполнены в виде волнообразных пластин и пластин с циркуляционными отверстиями. 1 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в несущих конструкциях радиоэлектронных модулей (РЭМ) систем вторичного электропитания (СВЭП) для всех видов аппаратуры, работающих в условиях повышенного теплового режима, и других радиоэлектронных устройств.

Механические конструкции РЭМ первого уровня разукрупнения для СВЭП всех видов аппаратуры должны удовлетворять требованиям, обеспечивающим работу РЭМ в условиях повышенного теплового режима с принудительным воздушным охлаждением или без него. К ним предъявляются требования оперативной механической и электрической стыковки с РЭМ второго уровня разукрупнения.

Известны механические конструкции РЭМ первого уровня разукрупнения, применяемые, как правило, для СВЭП, содержащих определенные конструктивные элементы эффективного охлаждения как при естественном, так и при принудительном воздушном охлаждении.

Вариант такой конструкции с использованием принудительного воздушного охлаждения, (авт. св, СССР N 1292215, кл. Н 05 К 7/20, Н 01 L 23/46, 1987) предусматривает размещение и закрепление при помощи объемных кронштейнов радиоэлектронных элементов преимущественно для СВЭП в единой замкнутой раме с лицевой панелью и окном на стенке для размещения электpического соединителя. При этом конструкция предусматривает в основном применение объемного электромонтажа с ручной пайкой.

Указанная конструкция обладает рядом недостатков. Независимо от уровня тепловыделения, от количества тепловыделяющих электрорадиоэлементов (ЭРЭ) масса и тепловыделяющая поверхность постоянны, что ухудшает массогабаритные и стоимостные характеристики при применении ЭРЭ с малым уровнем тепловыделения. Отсутствует механическое разделение элементов с различными уровнями тепловыделения, что снимает надежность работы устройства.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является конструкция блока питания, который входит в радиоэлектронное устройство (авт.св. СССР N 1474874, кл. Н 05 К 7/20, 1989). Блок питания выполнен из двух частей с различными уровнями тепловыделения. Устройство содержит кожух в виде двух секций, одна из которых выполнена с оребрением практически по всему периметру поперечного сечения и с внутренней сквозной полостью, в которой установлены теплонагруженные элементы. Секция выполнена разъемной для обеспечения доступа к электромонтажу теплонагруженных элементов. По периметру механического соединения частей указанной секции установлена изолирующая прокладка. В другой секции кожуха размещена другая часть блока питания с элементами малого уровня тепловыделения, в которой предусмотрено окно для выходного электрического соединителя и размещаются печатные платы с элементами малого уровня тепловыделения. Электромонтаж между печатными платами, теплонагруженными элементами и электрическим соединителем осуществляется объемными проводами при помощи ручной пайки.

Данная конструкция обладает следующими недостатками. Масса и тепловыделяющая поверхность независимо от уровня тепловыделения элементами и их количества постоянны, что ухудшает массогабаритные и стоимостные характеристики при применении ЭРЭ с малым уровнем тепловыделения, места тепловыделяющих элементов строго определены, что не позволяет получить универсальности конструкций при размещении ЭРЭ. Конструкция сложна в изготовлении: требуется изготавливать дорогостоящие литьевые формы, что ухудшает стоимостные характеристики и технологичность в целом.

Сущность изобретения заключается в том, что механическая конструкция, состоящая из двух частей с различными уровнями тепловыделения, выполнена в виде единой секции-рамы с лицевой панелью, отсекающей выход принудительного воздушного потока, в составе механической конструкции второго уровня разукрупнения и с перегородкой, разделяющей единую секцию на первый (с дном) и второй отсеки и соответственно отделяющей крупногабаритные ЭРЭ и ЭРЭ с большим тепловыделением от ЭРЭ с малым уровнем тепловыделения. Дно первого отсека секции-рамы выполнено как "наборное поле" с группой отверстий с унифицированным шагом для крепления элементов радиаторов. При этом элементы радиаторов, один из которых выполнен в виде волнообразной пластины, а другой в виде плоской пластины с циркуляционными отверстиями, в различных комбинациях для каждого тепловыделяющего элемента устанавливаются на "наборное поле" в необходимом количестве в зависимости от тепловыделения ЭРЭ.

Благодаря тому, что в предлагаемой конструкции ЭРЭ с различными уровнями тепловыделения размещены в разных отсеках, а в отсеке для ЭРЭ с большим уровнем тепловыделения размещаются на "наборном поле" радиаторы в виде различных комбинаций (в зависимости от уровня тепловыделения элементов) двух типов теплопроводных пластин, предлагаемая конструкция позволяет изменять площадь тепловыделяющей поверхности и регулировать турбулентность воздушного принудительного потока, выход которого отсечен лицевой панелью. При этом упрощается конструкция устройства.

На фиг.1-5 изображен РЭМ для СВЭП предлагаемой механической конструкции; на фиг. 6 изображена единая секция-рама с перегородкой, лицевой панелью и "наборным полем"; на фиг.7 и 8 показаны два вида элементов радиаторов.

Механическая конструкция РЭМ состоит из единой секции-рамы 1, основной печатной платы 2 для ЭРЭ с малым уровнем тепловыделения, дополнительной печатной платы 3 для ЭРЭ с малым уровнем тепловыделения, элементов 4 и 5 радиатора, располагающихся вокруг активного тепловыделяющего радиоэлемента 6. Единая секция-рама имеет перегородку 7, разделяющую ЭРЭ с различными уровнями тепловыделения. Перпендикулярно перегородке 7 расположено "наборное поле" 8 (фиг.6), делящееся дном первого отсека единой секции-рамы для размещения ЭРЭ с большим уровнем тепловыделения. На "наборном поле" расположена группа отверстий 9 с унифицированным шагом, необходимых для крепления элементов 4 и 5 радиатора (фиг.7 и 8) крупногабаритных радиоэлементов 10.

Лицевая панель 11 единой секции-рамы в составе механической конструкции второго уровня разукрупнения отсекает выход воздушного потока во внешнюю среду. Единая секция-рама через направляющие 12 осуществляет дополнительную передачу тепла общему корпусу. В отсеке для размещения ЭРЭ с малым уровнем тепловыделения, предусмотрены вентиляционные окна 13.

Компоновка РЭМ на основе универсальной механической конструкции производится следующим образом.

В левой части секции-рамы 1 размещается основная печатная плата 2 с ЭРЭ с малым уровнем тепловыделения. В случае необходимости параллельно основной плате 2 может размещаться дополнительная печатная плата 3 с ЭРЭ малого уровня тепловыделения. В правой части единой секции-рамы на "наборном поле" 8 размещаются активные тепловыделяющие радиоэлементы 6, крупногабаритные элементы 10. Вокруг активных тепловыделяющих радиоэлементов 6 размещают элементы 4 и 5 радиаторов. В зависимости от тепловыделения активных радиоэлементов 6 пластины радиатора устанавливаются в различных сочетаниях и количествах. В качестве примера на фиг.4 и 5 показаны варианты количественной и комбинационной установки пластин радиатора. При этом активные радиоэлементы 6 устанавливаются на "наборное поле" 8 через электроизоляционную прокладку, что обеспечивает размещение активных радиоэлементов с разными электрическими потенциалами на их корпусах, а элементы 4 и 5 радиаторов при помощи, например, высокотемпературной пайки пастой, которая обеспечивает передачу тепла практически без потерь.

Вся поверхность единой секции-рамы является излучателем тепла в окружающую среду. Движение воздушного потока для съема тепла с элементов радиаторов и в целом с секции-рамы происходит следующим образом.

Принудительный поток воздуха, поступающий снизу вверх в отсеке с большим уровнем тепловыделения, проходит в полостях между пластинами элементов радиаторов и осуществляет съем тепла с них. При этом за счет волнообразной поверхности одних пластин радиатора и циркуляционных отверстий на других пластинах pадиатоpов поток воздуха становится турбулентным, что увеличивает съем тепла. В отсеке для ЭРЭ с малым уровнем тепловыделения через вентиляционные окна 13 воздух проходит между платами. В то же время сама единая секция-рама отдает тепло своей поверхностью воздушному потоку и за счет токопроводных покрытий через механическое контактирование (через направляющие 12) с механической конструкцией второго уровня разукрупнения передает тепло общему корпусу аппаратуры, внешняя поверхность которого всегда является излучателем тепла в окружающую среду, что увеличивает также съем тепла.

Предлагаемая механическая конструкция по сравнению с прототипом имеет переменную массу и площадь активных радиоэлементов, что улучшает массогабаритные характеристики устройства; обладает универсальностью компоновки активных тепловыделяющих радиоэлементов и крупногабаритных элементов без механической обработки, что улучшает технологичность и стоимостные характеристики конструкции, обеспечивает доступ к элементам и электромонтажу, который осуществляется без механической разборки, что улучшает ремонтопригодность; имеет элементы радиаторов со специальными поверхностями, которые крепятся к единой раме-радиатору, например, при помощи высокотемпературной пайки, благодаря чему обеспечивается повышенный съем тепла в окружающую среду при принудительном обдуве.

Формула изобретения

1. РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ, содержащий электрорадиоэлементы с разным уровнем тепловыделения, корпус с перегородкой, разделяющей его на два отсека, в одном из которых размещены электрорадиоэлементы с большим уровнем тепловыделения, а в другом - электрорадиоэлементы с меньшим уровнем тепловыделения, и радиаторы, размещенные на отсеке с электрорадиоэлементами с большим уровнем тепловыделения с его внешней стороны, отличающийся тем, что корпус с перегородкой и отсеками выполнены в виде единой рамки с дном в отсеке для размещения электрорадиоэлементов с большим уровнем тепловыделения, в котором выполнены равномерно размещенные отверстия с образованием наборного поля для радиаторов, радиаторы выполнены со съемными узлами и закреплены в указанных отверстиях наборного поля.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что съемные узлы радиаторов выполнены в виде пластин волнообразной формы из теплопроводного материала и плоских пластин с отверстиями с П-образными выступами, причем указанные П-образные выступы установлены в отверстиях наборного поля и запаяны в них.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8